(57)【要約】【課題】スターリング冷凍機からの冷熱を利用して商品収容部の内部に収容された商品を良好に冷却することができる冷却装置を提供すること。【解決手段】商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部に収容された商品Ｗを冷却するための冷却装置２０において、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部にある空気を、該商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部と外部との間で循環させる空気循環手段である吸気ダクト２５ａ，２５ｂ、熱交換ダクト２３ａ，２３ｂ、送気ダクト２４ａ，２４ｂおよび循環用送風ファン２６ａ，２６ｂと、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの外部に配設された複数のスターリング冷凍機１０ａ，１０ｂと、複数のスターリング冷凍機１０ａ，１０ｂのそれぞれから発生した冷熱を利用して、上記空気循環手段によって循環させた空気を冷却する冷却器２１および熱交換ダクト２３とを備えたものである。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商品収容部の内部に収容された商品を冷却するための冷却装置において、
前記商品収容部の内部雰囲気を、該商品収容部の内部と外部との間で循環させる内部雰囲気循環手段と、
前記商品収容部の外部に配設された複数のスターリング冷凍機と、
前記複数のスターリング冷凍機のそれぞれから発生した冷熱を利用して、前記内部雰囲気循環手段によって循環させた内部雰囲気を冷却する冷却手段と
を備えたことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
商品収容部の内部に収容された商品を冷却するための冷却装置において、
前記商品収容部の内部雰囲気を、該商品収容部の内部と外部との間で循環させる内部雰囲気循環手段と、
前記商品収容部の外部に配設された複数のスターリング冷凍機と、
前記複数のスターリング冷凍機のそれぞれから発生した冷熱を一元化し、該一元化した冷熱を利用して、前記内部雰囲気循環手段によって循環させた内部雰囲気を冷却する冷却手段と
を備えたことを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
商品収容部の内部に収容された商品を冷却するための冷却装置において、
冷熱を発生する冷熱部が前記商品収容部の内部に位置した態様で配設されたスターリング冷凍機と、
前記冷熱部で発生した冷熱を利用して、前記商品収容部の内部雰囲気を冷却する内部冷却手段と
を備えたことを特徴とする冷却装置。
【請求項４】
前記内部雰囲気循環手段は、
前記冷却手段によって冷却された内部雰囲気を、前記商品収容部の内部まで移動させるための第１ダクトと、
前記商品収容部の内部雰囲気を、前記冷却手段によって冷却される個所まで移動させるための第２ダクトと
を備え、
前記第１ダクトおよび前記第２ダクトを介して前記内部雰囲気を循環させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記内部雰囲気循環手段は、前記商品収容部の内部と外部との間における前記内部雰囲気の移動を遮断するための遮断手段を備えたことを特徴とする請求項１、請求項２または請求項４のいずれか一つに記載の冷却装置。
【請求項６】
複数のスターリング冷凍機を用いて商品収容部の内部に収容された商品を冷却するための冷却装置において、
前記複数のスターリング冷凍機のそれぞれから発生した高温排熱を一元化し、該一元化した高温排熱を外部に放出するための高温排熱放出手段を備えたことを特徴とする冷却装置。
【請求項７】
前記高温排熱放出手段は、
前記複数のスターリング冷凍機のそれぞれに対応して設けられ、該スターリング冷凍機から発生した高温排熱を内部に封入した作動流体に熱伝達させて輸送する複数の高温排熱輸送手段を備えて成り、
各高温排熱輸送手段により輸送した高温排熱を統合放出部で一元化して放出することを特徴とする請求項６に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記複数の高温排熱輸送手段は、共通のポンプにより前記作動流体を移動させて高温排熱を輸送するものであることを特徴とする請求項７に記載の冷却装置。
【請求項９】
前記複数の高温排熱輸送手段は、
前記スターリング冷凍機で発生した高温排熱により作動流体を蒸発させる蒸発部と、
前記統合放出部に設けられ、蛇行した態様の流路を流れる前記蒸発部で蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部と
の間で、前記作動流体を相変化させながら循環させて高温排熱を輸送するものであり、
前記統合放出部においてそれぞれの高温排熱輸送手段における凝縮部の流路を、外気の流れに対して平行になる態様で上下方向に沿って配設したものであることを特徴とする請求項７に記載の冷却装置。
【請求項１０】
前記複数の高温排熱輸送手段は、
前記スターリング冷凍機で発生した高温排熱により作動流体を蒸発させる蒸発部と、
前記統合放出部に設けられ、蛇行した態様の流路を流れる前記蒸発部で蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部と
の間で、前記作動流体を相変化させながら循環させて高温排熱を輸送するものであり、
前記統合放出部においてそれぞれの高温排熱輸送手段における凝縮部の流路を、外気の流れに対して平行になる態様で上下方向に沿って交互に配設したものであることを特徴とする請求項７に記載の冷却装置。
【請求項１１】
前記複数のスターリング冷凍機のそれぞれから発生した高温排熱を一元化し、該一元化した高温排熱を外部に放出するための高温排熱放出手段を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の冷却装置。
【請求項１２】
前記高温排熱放出手段は、
前記複数のスターリング冷凍機のそれぞれに対応して設けられ、該スターリング冷凍機から発生した高温排熱を内部に封入した作動流体に熱伝達させて輸送する複数の高温排熱輸送手段を備えて成り、
各高温排熱輸送手段により輸送した高温排熱を統合放出部で一元化して放出することを特徴とする請求項１１に記載の冷却装置。
【請求項１３】
前記複数の高温排熱輸送手段は、共通のポンプにより前記作動流体を移動させて高温排熱を輸送するものであることを特徴とする請求項１２に記載の冷却装置。
【請求項１４】
前記複数の高温排熱輸送手段は、
前記スターリング冷凍機で発生した高温排熱により作動流体を蒸発させる蒸発部と、
前記統合放出部に設けられ、蛇行した態様の流路を流れる前記蒸発部で蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部と
の間で、前記作動流体を相変化させながら循環させて高温排熱を輸送するものであり、
前記統合放出部においてそれぞれの高温排熱輸送手段における凝縮部の流路を、外気の流れに対して平行になる態様で上下方向に沿って配設したものであることを特徴とする請求項１２に記載の冷却装置。
【請求項１５】
前記複数の高温排熱輸送手段は、
前記スターリング冷凍機で発生した高温排熱により作動流体を蒸発させる蒸発部と、
前記統合放出部に設けられ、蛇行した態様の流路を流れる前記蒸発部で蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部と
の間で、前記作動流体を相変化させながら循環させて高温排熱を輸送するものであり、
前記統合放出部においてそれぞれの高温排熱輸送手段における凝縮部の流路を、外気の流れに対して平行になる態様で上下方向に沿って交互に配設したものであることを特徴とする請求項１２に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置に関し、より詳細には、自動販売機の商品収容部の内部に収容された商品を冷却するための冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１７は、一般的な自動販売機を示した正面断面図であり、図１８は、図１７に示した自動販売機の側断面図である。これら図１７および図１８において、自動販売機は、本体キャビネット１を備えている。
【０００３】
本体キャビネット１は、前面が開口した直方状の断熱筐体として形成されたものである。この本体キャビネット１には、その前面に外扉２と内扉３とが設けられており、その内部に例えば２つの断熱仕切板４ａ，４ｂによって仕切られた３つの独立した商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃが左右に並んだ態様で設けられている。より詳細に説明すると次のようになる。外扉２は、本体キャビネット１の前面開口１ａを開閉するためのものである。内扉３は、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの前面を開閉するためのものである。商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃは、飲料缶やペットボトルを所望の温度に維持した状態で収容するためのものである。
【０００４】
商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃには、それぞれ、商品収納ラック６、搬出機構７および商品搬出シュータ８が設けられている。商品収納ラック６は、缶入り飲料やペットボトル入り飲料等の商品Ｗを上下方向に沿って並ぶ態様で収納するためのものである。搬出機構（搬出手段）７は、商品収納ラック６の下部に設けられており、この商品収納ラック６に収納された商品群のうち最下部にある商品Ｗを一つずつ搬出するためのものである。商品搬出シュータ８は、搬出機構７から搬出された商品Ｗを外扉２に設けた商品取出口２ａに導くためのものである。
【０００５】
上記本体キャビネット１の内部において商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの外部となる機械室９には、冷凍機の構成機器である圧縮機５１、庫外送風ファン５２、凝縮器（庫外熱交換器）５３および膨張機構５４等が設けられている。商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部には、それぞれ、同冷凍機の構成機器である蒸発器（庫内熱交換器）５５、庫内送風ファンＦが設けられているとともに、該蒸発器５５の背面側に循環ダクト５６が設けられている。また、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃには、加熱用のヒータＨが設けられている。
【０００６】
そのような自動販売機では、次のようにして商品Ｗを冷却することができる。ヒータＨをオフにした後、冷凍機および庫内送風ファンＦを駆動させる。これにより、蒸発器５５に熱交換されて得られた冷気は、庫内送風ファンＦで商品搬出シュータ８の下側から吹き出され、図中の矢印のように循環することになる。つまり、冷気は、商品収納ラック６の下部にある商品Ｗを冷却した後、循環ダクト５６を経て蒸発器５５に戻ることになる。このように冷気が商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部で循環するよう冷凍機および庫内送風ファンＦを断続的に駆動させることにより、商品収納ラック６の商品Ｗの温度を販売適温（約５℃）に冷却することができる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３４８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述のような従来の自動販売機の冷凍機においては、例えばＲ４０７ｃ等のフロン系ガスが用いられていた。そのようなフロン系ガスは大気中に放出されると、温室効果による地球温暖化を助長する。そのため、環境保護の観点からフロン系ガスの使用が世界的に規制される趨勢にある。
【０００９】
そのような背景において、近年、スターリング冷凍機が注目されている。スターリング冷凍機は、外部に圧縮機や凝縮器等を備えていない自己冷却型の冷凍機であり、内部のガスを往復圧縮機で圧縮、膨張させることで、低温の低温部（冷熱部）と、高温の高温部（高熱部）とを発生するものである。ここに、ガスとしては、ヘリウムガス等の自然冷媒が用いられており、フロン系ガスを用いないので、スターリング冷凍機は地球環境に優しいものである。また、スターリング冷凍機は小型であり、高エネルギー効率を有することも周知である。
【００１０】
ところが、スターリング冷凍機は、ガスの圧縮および膨張による冷凍効果を利用するものであるため、圧縮・膨張空間の構造に制約があり、低温部の面積が僅かな部分に限られている。そのため、かかるスターリング冷凍機を利用して商品収容庫の内部の商品を冷却する場合に、スターリング冷凍機の低温部から得た冷熱を各商品収容庫の内部に効率よく伝達し、商品を冷却するための手段が求められている。
【００１１】
本発明は、上記実情に鑑みて、スターリング冷凍機からの冷熱を利用して商品収容部の内部に収容された商品を良好に冷却することができる冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る冷却装置は、商品収容部の内部に収容された商品を冷却するための冷却装置において、前記商品収容部の内部雰囲気を、該商品収容部の内部と外部との間で循環させる内部雰囲気循環手段と、前記商品収容部の外部に配設された複数のスターリング冷凍機と、前記複数のスターリング冷凍機のそれぞれから発生した冷熱を利用して、前記内部雰囲気循環手段によって循環させた内部雰囲気を冷却する冷却手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項２に係る冷却装置は、商品収容部の内部に収容された商品を冷却するための冷却装置において、前記商品収容部の内部雰囲気を、該商品収容部の内部と外部との間で循環させる内部雰囲気循環手段と、前記商品収容部の外部に配設された複数のスターリング冷凍機と、前記複数のスターリング冷凍機のそれぞれから発生した冷熱を一元化し、該一元化した冷熱を利用して、前記内部雰囲気循環手段によって循環させた内部雰囲気を冷却する冷却手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項３に係る冷却装置は、商品収容部の内部に収容された商品を冷却するための冷却装置において、冷熱を発生する冷熱部が前記商品収容部の内部に位置した態様で配設されたスターリング冷凍機と、前記冷熱部で発生した冷熱を利用して、前記商品収容部の内部雰囲気を冷却する内部冷却手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項４に係る冷却装置は、上記の請求項１または請求項２のいずれかにおいて、前記内部雰囲気循環手段は、前記冷却手段によって冷却された内部雰囲気を、前記商品収容部の内部まで移動させるための第１ダクトと、前記商品収容部の内部雰囲気を、前記冷却手段によって冷却される個所まで移動させるための第２ダクトとを備え、前記第１ダクトおよび前記第２ダクトを介して前記内部雰囲気を循環させることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項５に係る冷却装置は、上記の請求項１、請求項２または請求項４において、前記内部雰囲気循環手段は、前記商品収容部の内部と外部との間における前記内部雰囲気の移動を遮断するための遮断手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項６に係る冷却装置は、複数のスターリング冷凍機を用いて商品収容部の内部に収容された商品を冷却するための冷却装置において、前記複数のスターリング冷凍機のそれぞれから発生した高温排熱を一元化し、該一元化した高温排熱を外部に放出するための高温排熱放出手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項７に係る冷却装置は、上記請求項６において、前記高温排熱放出手段は、前記複数のスターリング冷凍機のそれぞれに対応して設けられ、該スターリング冷凍機から発生した高温排熱を内部に封入した作動流体に熱伝達させて輸送する複数の高温排熱輸送手段を備えて成り、各高温排熱輸送手段により輸送した高温排熱を統合放出部で一元化して放出することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項８に係る冷却装置は、上記請求項７において、前記複数の高温排熱輸送手段は、共通のポンプにより前記作動流体を移動させて高温排熱を輸送するものであることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項９に係る冷却装置は、上記請求項７において、前記複数の高温排熱輸送手段は、前記スターリング冷凍機で発生した高温排熱により作動流体を蒸発させる蒸発部と、前記統合放出部に設けられ、蛇行した態様の流路を流れる前記蒸発部で蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部との間で、前記作動流体を相変化させながら循環させて高温排熱を輸送するものであり、前記統合放出部においてそれぞれの高温排熱輸送手段における凝縮部の流路を、外気の流れに対して平行になる態様で上下方向に沿って配設したものであることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項１０に係る冷却装置は、上記請求項７において、前記複数の高温排熱輸送手段は、前記スターリング冷凍機で発生した高温排熱により作動流体を蒸発させる蒸発部と、前記統合放出部に設けられ、蛇行した態様の流路を流れる前記蒸発部で蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部との間で、前記作動流体を相変化させながら循環させて高温排熱を輸送するものであり、前記統合放出部においてそれぞれの高温排熱輸送手段における凝縮部の流路を、外気の流れに対して平行になる態様で上下方向に沿って交互に配設したものであることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項１１に係る冷却装置は、上記請求項１〜５のいずれか一つにおいて、前記複数のスターリング冷凍機のそれぞれから発生した高温排熱を一元化し、該一元化した高温排熱を外部に放出するための高温排熱放出手段を備えたことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の請求項１２に係る冷却装置は、上記請求項１１において、前記高温排熱放出手段は、前記複数のスターリング冷凍機のそれぞれに対応して設けられ、該スターリング冷凍機から発生した高温排熱を内部に封入した作動流体に熱伝達させて輸送する複数の高温排熱輸送手段を備えて成り、各高温排熱輸送手段により輸送した高温排熱を統合放出部で一元化して放出することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項１３に係る冷却装置は、上記請求項１２において、前記複数の高温排熱輸送手段は、共通のポンプにより前記作動流体を移動させて高温排熱を輸送するものであることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の請求項１４に係る冷却装置は、上記請求項１２において、前記複数の高温排熱輸送手段は、前記スターリング冷凍機で発生した高温排熱により作動流体を蒸発させる蒸発部と、前記統合放出部に設けられ、蛇行した態様の流路を流れる前記蒸発部で蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部との間で、前記作動流体を相変化させながら循環させて高温排熱を輸送するものであり、前記統合放出部においてそれぞれの高温排熱輸送手段における凝縮部の流路を、外気の流れに対して平行になる態様で上下方向に沿って配設したものであることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の請求項１５に係る冷却装置は、上記請求項１２において、前記複数の高温排熱輸送手段は、前記スターリング冷凍機で発生した高温排熱により作動流体を蒸発させる蒸発部と、前記統合放出部に設けられ、蛇行した態様の流路を流れる前記蒸発部で蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部との間で、前記作動流体を相変化させながら循環させて高温排熱を輸送するものであり、前記統合放出部においてそれぞれの高温排熱輸送手段における凝縮部の流路を、外気の流れに対して平行になる態様で上下方向に沿って交互に配設したものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の請求項１に記載の発明によれば、内部雰囲気循環手段が、商品収容部の内部雰囲気を商品収容部の内部と外部との間で循環させ、冷却手段が、複数のスターリング冷凍機のそれぞれから発生した冷熱を利用して、内部雰囲気循環手段によって循環させた内部雰囲気を冷却するので、かかる冷却された内部雰囲気で商品収容部の内部に収容された商品を冷却することができる。従って、スターリング冷凍機からの冷熱を利用して商品収容部の内部に収容された商品を良好に冷却することができる。また、複数のスターリング冷凍機から発生した冷熱を利用して冷却するので、一つのスターリング冷凍機の冷却負荷を低減させることができ、そのため、それぞれのスターリング冷凍機の冷凍出力の変化幅を小さくすることができる。従って、それぞれのスターリング冷凍機を、冷却効率が最大となる冷却効率最大点近傍で運転させることが可能になる結果、商品の冷却効率を高くすることができる。
【００２８】
本発明の請求項２に記載の発明によれば、内部雰囲気循環手段が、商品収容部の内部雰囲気を商品収容部の内部と外部との間で循環させ、冷却手段が、複数のスターリング冷凍機のそれぞれからの冷熱を一元化し、該一元化した冷熱を利用して、内部雰囲気循環手段によって循環させた内部雰囲気を冷却するので、かかる冷却された内部雰囲気で商品収容部の内部に収容された商品を冷却することができる。従って、スターリング冷凍機からの冷熱を利用して商品収容部の内部に収容された商品を良好に冷却することができる。また、複数のスターリング冷凍機から発生した冷熱を利用して冷却するので、一つのスターリング冷凍機の冷却負荷を低減させることができ、そのため、それぞれのスターリング冷凍機の冷凍出力の変化幅を小さくすることができる。従って、それぞれのスターリング冷凍機を、冷却効率が最大となる冷却効率最大点近傍で運転させることが可能になる結果、商品の冷却効率を高くすることができる。更に、複数のスターリング冷凍機のそれぞれから発生した冷熱を一元化して利用するので、部品点数の削減を図ることができる。
【００２９】
本発明の請求項３に記載の発明によれば、スターリング冷凍機が、その冷熱部が商品収容部の内部に位置した態様で配設され、内部冷却手段が該冷熱部で発生した冷熱を利用して商品収容部の内部雰囲気を冷却するので、かかる冷却された内部雰囲気で商品収容部の内部に収容された商品を冷却することができる。従って、スターリング冷凍機からの冷熱を利用して商品収容部の内部に収容された商品を良好に冷却することができる。また、スターリング冷凍機の冷熱部が商品収容部の内部に位置しているので、商品収容部の内部雰囲気を直接に冷却することができ、そのため、冷熱部で発生した冷熱を有効に利用することができる。
【００３０】
本発明の請求項４に記載の発明によれば、内部雰囲気循環手段が、商品収容部の内部雰囲気を、第１ダクトおよび第２ダクトを介して商品収容部の内部と外部との間で循環させ、冷却手段が、複数のスターリング冷凍機のそれぞれからの冷熱を利用して、内部雰囲気循環手段によって商品収容部の外部にある内部雰囲気を冷却するので、かかる冷却された内部雰囲気で商品収容部の内部に収容された商品を冷却することができる。従って、スターリング冷凍機からの冷熱を利用して商品収容部の内部に収容された商品を良好に冷却することができる。
【００３１】
本発明の請求項５に記載の発明によれば、遮断手段が、前記商品収容部の内部と外部との間における内部雰囲気の移動を遮断するので、所定の商品収容部の内部と外部との間で内部雰囲気を循環させることはない。従って、そのような所定の商品収容部の内部にある商品を例えばヒータで加熱することができ、商品の加熱に供することができる。
【００３２】
本発明の請求項６に記載の発明によれば、高温排熱放出手段が、複数のスターリング冷凍機のそれぞれから発生した高温排熱を一元化し、該一元化した高温排熱を外部に放出するので、部品点数の削減を図ることができ、これにより、コストの低減を図ることができる。
【００３３】
本発明の請求項７に記載の発明によれば、複数の高温排熱輸送手段により輸送した高温排熱を統合放出部で一元化して放出するので、部品点数の削減を図ることができ、これにより、コストの低減を図ることができる。
【００３４】
本発明の請求項８に記載の発明によれば、複数の高温排熱輸送手段が、共通のポンプにより作動流体を移動させて高温排熱を輸送するので、ポンプの駆動・停止の回数を低減させることができ、これにより、ポンプの使用寿命を増大させることができ、信頼性の向上を図ることができる。
【００３５】
本発明の請求項９に記載の発明によれば、統合放出部においてそれぞれの高温排熱輸送手段における凝縮部の流路を、外気の流れに対して平行になる態様で上下方向に沿って配設したので、略等しい温度の外気が統合放出部の内部を通過することになり、これにより、放熱効率の偏りをなくすことができる。
【００３６】
本発明の請求項１０に記載の発明によれば、統合放出部においてそれぞれの高温排熱輸送手段における凝縮部の流路を、外気の流れに対して平行になる態様で上下方向に沿って交互に配設したので、略等しい温度の外気が統合放出部の内部を通過することになり、これにより、放熱効率の偏りをなくすことができる。
【００３７】
本発明の請求項１１に記載の発明によれば、高温排熱放出手段が、複数のスターリング冷凍機のそれぞれから発生した高温排熱を一元化し、該一元化した高温排熱を外部に放出するので、部品点数の削減を図ることができ、これにより、コストの低減を図ることができる。
【００３８】
本発明の請求項１２に記載の発明によれば、複数の高温排熱輸送手段により輸送した高温排熱を統合放出部で一元化して放出するので、部品点数の削減を図ることができ、これにより、コストの低減を図ることができる。
【００３９】
本発明の請求項１３に記載の発明によれば、複数の高温排熱輸送手段が、共通のポンプにより作動流体を移動させて高温排熱を輸送するので、ポンプの駆動・停止の回数を低減させることができ、これにより、ポンプの使用寿命を増大させることができ、信頼性の向上を図ることができる。
【００４０】
本発明の請求項１４に記載の発明によれば、統合放出部においてそれぞれの高温排熱輸送手段における凝縮部の流路を、外気の流れに対して平行になる態様で上下方向に沿って配設したので、略等しい温度の外気が統合放出部の内部を通過することになり、そのため、放熱効率の偏りをなくすことができる。
【００４１】
本発明の請求項１５に記載の発明によれば、統合放出部においてそれぞれの高温排熱輸送手段における凝縮部の流路を、外気の流れに対して平行になる態様で上下方向に沿って交互に配設したので、略等しい温度の外気が統合放出部の内部を通過することになり、そのため、放熱効率の偏りをなくすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る冷却装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。尚、以下においては、説明の便宜上、自動販売機に適用される冷却装置について説明する。
【００４３】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る冷却装置が適用された自動販売機の正面断面図であり、図２は、図１に示した自動販売機の側断面図である。尚、以下において、図１７および図１８に示した自動販売機と同一の構成を有するものには、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
図１および図２において、自動販売機は冷却装置２０を備えている。冷却装置２０は、複数のスターリング冷凍機１０ａ，１０ｂと、これらスターリング冷凍機１０ａ，１０ｂに応じた、冷却器２１ａ，２１ｂ、放熱器２２ａ，２２ｂ、熱交換ダクト２３ａ，２３ｂ、送気ダクト２４ａ，２４ｂおよび吸気ダクト２５ａ，２５ｂとを備えて構成してある。
【００４５】
スターリング冷凍機１０ａ，１０ｂは、ともに本体キャビネット１の機械室９に横置きに載置されており、稼動することにより発生する低温の低温部（冷熱部）１１ａ，１１ｂと、高温の高温部（高熱部）１２ａ，１２ｂとをそれぞれ有している。
【００４６】
冷却器２１ａ，２１ｂは、ともに本体キャビネット１の機械室９の内部に配設してある。冷却器２１ａは、スターリング冷凍機１０ａの低温部１１ａからの冷熱を熱交換ダクト２３ａまで伝達して、該熱交換ダクト２３ａの内部の空気を冷却するものである。一方、冷却器２１ｂは、スターリング冷凍機１０ｂの低温部１１ｂからの冷熱を熱交換ダクト２３ｂまで伝達して、該熱交換ダクト２３ｂの内部の空気を冷却するものである。これら冷却器２１ａ，２１ｂは、より詳細に説明すると次のようなものである。
【００４７】
冷却器２１ａ，２１ｂは、それぞれ熱輸送手段としてのヒートパイプを有している。ヒートパイプは、その内部に冷媒（作動流体）を封入してあり、凝縮部２１１ａ，２１１ｂと、蒸発部２１２ａ，２１２ｂと、液体流路２１３ａ，２１３ｂと、蒸気流路２１４ａ，２１４ｂとを備えて構成してある。ここに、冷媒としては、例えば二酸化炭素等のように常温では気体であって、スターリング冷凍機１０ａ，１０ｂの低温部１１ａ，１１ｂからの冷熱では凍らないもの（不凍冷媒）が用いられている。
【００４８】
凝縮部２１１ａは、スターリング冷凍機１０ａの低温部１１ａに熱的に接続してある。この凝縮部２１１ａでは、低温部１１ａから得た冷熱により冷媒が凝縮して凝縮液になる。蒸発部２１２ａは、凝縮部２１１ａから所定の距離だけ離隔した位置に配設してある。この蒸発部２１２ａでは、詳細は後述するが、外部から得た熱により冷媒が蒸発して蒸気になる。換言すると、蒸発部２１２ａの周辺領域は、冷媒が蒸発することによって熱が奪われることになり、冷却される。液体流路２１３ａは、凝縮部２１１ａと蒸発部２１２ａとを繋ぐ流路である。この液体流路２１３ａは、凝縮部２１１ａで凝縮した冷媒を、該凝縮部２１１ａから蒸発部２１２ａまで移動させるためのものである。蒸気流路２１４ａは、上記液体流路２１３ａとは別個に、凝縮部２１１ａと蒸発部２１２ａとを繋ぐ流路である。この蒸気流路２１４ａは、蒸発部２１２ａで蒸発した冷媒を、該蒸発部２１２ａから凝縮部２１１ａまで移動させるためのものである。液体流路２１３ａと蒸気流路２１４ａとの配置関係は、蒸気流路２１４ａが液体流路２１３ａの上方に位置するようになっている。これは、蒸気流路２１４ａを通る冷媒の密度の方が、液体流路２１３ａを通る冷媒の密度よりも小さいためである。このようなヒートパイプは、上述のように、液体流路２１３ａと蒸気流路２１４ａとが別個に設けられており、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと呼ばれるものである。
【００４９】
凝縮部２１１ｂは、スターリング冷凍機１０ｂの低温部１１ｂに熱的に接続してある。この凝縮部２１１ｂでは、低温部１１ｂから得た冷熱により冷媒が凝縮して凝縮液になる。蒸発部２１２ｂは、凝縮部２１１ｂから所定の距離だけ離隔した位置に配設してある。この蒸発部２１２ｂでは、詳細は後述するが、外部から得た熱により冷媒が蒸発して蒸気になる。換言すると、蒸発部２１２ｂの周辺領域は、冷媒が蒸発することによって熱が奪われることになり、冷却される。液体流路２１３ｂは、凝縮部２１１ｂと蒸発部２１２ｂとを繋ぐ流路である。この液体流路２１３ｂは、凝縮部２１１ｂで凝縮した冷媒を、該凝縮部２１１ｂから蒸発部２１２ｂまで移動させるためのものである。蒸気流路２１４ｂは、上記液体流路２１３ｂとは別個に、凝縮部２１１ｂと蒸発部２１２ｂとを繋ぐ流路である。この蒸気流路２１４ｂは、蒸発部２１２ｂで蒸発した冷媒を、該蒸発部２１２ｂから凝縮部２１１ｂまで移動させるためのものである。液体流路２１３ｂと蒸気流路２１４ｂとの配置関係は、蒸気流路２１４ｂが液体流路２１３ｂの上方に位置するようになっている。これは、蒸気流路２１４ｂを通る冷媒の密度の方が、液体流路２１３ｂを通る冷媒の密度よりも小さいためである。かかるヒートパイプも、液体流路２１３ｂと蒸気流路２１４ｂとが別個に設けられており、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと呼ばれるものである。
【００５０】
放熱器２２ａ，２２ｂは、ともに本体キャビネット１の機械室９の内部に配設してある。これら放熱器２２ａ，２２ｂは、それぞれスターリング冷凍機１０ａ，１０ｂの高温部１２ａ，１２ｂから得た高温排熱を自動販売機の外部に放出するためのものであり、熱輸送手段であるヒートパイプと、放出用送風ファン２２５ａ，２２５ｂとを有している。
【００５１】
ヒートパイプは、その内部に冷媒を封入してあり、蒸発部２２１ａ，２２１ｂと、凝縮部２２２ａ，２２２ｂと、蒸気流路２２３ａ，２２３ｂと、液体流路２２４ａ，２２４ｂとを備えて構成してある。ここに、冷媒としては、例えば水等のように常温では液体であって、スターリング冷凍機１０ａ，１０ｂの高温部１２ａ，１２ｂからの高温排熱で蒸発するものが用いられている。
【００５２】
蒸発部２２１ａは、スターリング冷凍機１０ａの高温部１２ａに熱的に接続してある。この蒸発部２２１ａでは、高温部１２ａからの高温排熱により冷媒が蒸発して蒸気になる。凝縮部２２２ａは、蒸発部２２１ａから所定の距離だけ離隔した位置に配設してある。この凝縮部２２２ａでは、詳細は後述するが、冷媒は、周囲空気へ高温排熱を放熱し、凝縮して凝縮液になる。換言すると、凝縮部２２２ａの周辺空気は、高温排熱により加熱される。蒸気流路２２３ａは、蒸発部２２１ａと凝縮部２２２ａとを繋ぐ流路である。この蒸気流路２２３ａは、蒸発部２２１ａで蒸発した冷媒を、該蒸発部２２１ａから凝縮部２２２ａまで移動させるためのものである。液体流路２２４ａは、上記蒸気流路２２３ａとは別個に、蒸発部２２１ａと凝縮部２２２ａとを繋ぐ流路である。この液体流路２２４ａは、凝縮部２２２ａで凝縮した冷媒を、該凝縮部２２２ａから蒸発部２２１ａまで移動させるためのものである。蒸気流路２２３ａと液体流路２２４ａとの配置関係は、蒸気流路２２３ａが液体流路２２４ａの上方に位置するようになっている。これは、蒸気流路２２３ａを通る冷媒の密度の方が、液体流路２２４ａを通る冷媒の密度よりも小さいためである。このようなヒートパイプは、上述のように、蒸気流路２２３ａと液体流路２２４ａとが別個に設けられており、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと呼ばれるものである。
【００５３】
蒸発部２２１ｂは、スターリング冷凍機１０ｂの高温部１２ｂに熱的に接続してある。この蒸発部２２１ｂでは、高温部１２ｂからの高温排熱により冷媒が蒸発して蒸気になる。凝縮部２２２ｂは、蒸発部２２１ｂから所定の距離だけ離隔した位置に配設してある。この凝縮部２２２ｂでは、詳細は後述するが、冷媒は、周囲空気へ高温排熱を放熱し、凝縮して凝縮液になる。換言すると、凝縮部２２２ｂの周辺空気は、高温排熱により加熱される。蒸気流路２２３ｂは、蒸発部２２１ｂと凝縮部２２２ｂとを繋ぐ流路である。この蒸気流路２２３ｂは、蒸発部２２１ｂで蒸発した冷媒を、該蒸発部２２１ｂから凝縮部２２２ｂまで移動させるためのものである。液体流路２２４ｂは、上記蒸気流路２２３ｂとは別個に、蒸発部２２１ｂと凝縮部２２２ｂとを繋ぐ流路である。この液体流路２２４ｂは、凝縮部２２２ｂで凝縮した冷媒を、該凝縮部２２２ｂから蒸発部２２１ｂまで移動させるためのものである。蒸気流路２２３ｂと液体流路２２４ｂとの配置関係は、蒸気流路２２３ｂが液体流路２２４ｂの上方に位置するようになっている。これは、蒸気流路２２３ｂを通る冷媒の密度の方が、液体流路２２４ｂを通る冷媒の密度よりも小さいためである。かかるヒートパイプも、蒸気流路２２３ｂと液体流路２２４ｂとが別個に設けられており、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと呼ばれるものである。
【００５４】
放出用送風ファン２２５ａは、凝縮部２２２ａの周辺領域における所定の個所に配設してある。この放出用送風ファン２２５ａは、凝縮部２２２ａで冷媒が凝縮することによって加熱された空気を自動販売機の外部に放出するためのものである。一方、放出用送風ファン２２５ｂは、凝縮部２２２ｂの周辺領域における所定の個所に配設してある。この放出用送風ファン２２５ｂは、凝縮部２２２ｂで冷媒が凝縮することによって加熱された空気を自動販売機の外部に放出するためのものである。
【００５５】
熱交換ダクト２３ａは、冷却器２１ａの蒸発部２１２ａを包囲する態様で配設した管路であり、その内部を流れる空気を冷却するものである。より詳細に説明すると、熱交換ダクト２３ａは、蒸発部２１２ａで冷媒が蒸発することにより、その内部を流れる空気を冷却するものである。
【００５６】
熱交換ダクト２３ｂは、冷却器２１ｂの蒸発部２１２ｂを包囲する態様で配設した管路であり、その内部を流れる空気を冷却するものである。より詳細に説明すると、熱交換ダクト２３ｂは、蒸発部２１２ｂで冷媒が蒸発することにより、その内部を流れる空気を冷却するものである。また、熱交換ダクト２３ａ，２３ｂの内部には、循環用送風ファン２６ａ，２６ｂが配設してある。これら循環用送風ファン２６ａ，２６ｂについての説明は後述する。
【００５７】
送気ダクト（第１ダクト）２４ａ，２４ｂは、熱交換ダクト２３ａ，２３ｂと、商品収容庫（商品収容部）５ａ，５ｂ，５ｃの内部とを繋ぐ管路である。より詳細に説明すると、送気ダクト２４ａは、熱交換ダクト２３ａで冷却された空気を各商品収容庫５ａ，５ｂの内部まで移動させるためのものである。この送気ダクト２４ａは、熱交換ダクト２３ａに接続され、かつ本体キャビネット１の機械室９において商品収容庫５ａ，５ｂに対応する部分に延設された第１送気管路２４１ａと、この第１送気管路２４１ａに接続され、各商品収容庫５ａ，５ｂの内部における前面側（開閉側）の下部に臨むよう延設された複数の第２送気管路２４２ａとを備えてなるものである。
【００５８】
送気ダクト２４ｂは、熱交換ダクト２３ｂで冷却された空気を商品収容庫５ｃの内部まで移動させるためのものである。この送気ダクト２４ｂは、熱交換ダクト２３ｂに接続され、かつ本体キャビネット１の機械室９においてその幅方向に延設された第１送気管路２４１ｂと、この第１送気管路２４１ｂに接続され、商品収容庫５ｃの内部における前面側（開閉側）の下部に臨むよう延設された第２送気管路２４２ｂとを備えてなるものである。
【００５９】
各第２送気管路２４２ａには、その上端部分にガス吹出口２４２１ａが配設してあるとともに、第１送気管路２４１ａとの接続部分に送気ダクトシャッタ（遮断手段）２４２２ａが配設してある。ガス吹出口２４２１ａは、熱交換ダクト２３ａからの冷却された空気を吹き出すための開口である。送気ダクトシャッタ２４２２ａは、開閉自在なものであり、該送気ダクトシャッタ２４２２ａが開状態の場合には、各商品収容庫５ａ，５ｂの内部と熱交換ダクト２３ａとの連通状態を保持するものであり、該送気ダクトシャッタ２４２２ａが閉状態の場合には、該連通状態を遮断するものである。
【００６０】
第２送気管路２４２ｂには、その上端部分にガス吹出口２４２１ｂが配設してあるとともに、第１送気管路２４１ｂとの接続部分に送気ダクトシャッタ（遮断手段）２４２２ｂが配設してある。ガス吹出口２４２１ｂは、熱交換ダクト２３ｂからの冷却された空気を吹き出すための開口である。送気ダクトシャッタ２４２２ｂは、開閉自在なものであり、該送気ダクトシャッタ２４２２ｂが開状態の場合には、商品収容庫５ｃの内部と熱交換ダクト２３ｂとの連通状態を保持するものであり、該送気ダクトシャッタ２４２２ｂが閉状態の場合には、該連通状態を遮断するものである。
【００６１】
吸気ダクト（第２ダクト）２５ａ，２５ｂは、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部と、熱交換ダクト２３とを繋ぐ管路である。より詳細に説明すると、吸気ダクト２５ａは、各商品収容庫５ａ，５ｂの内部にある空気（内部雰囲気）を熱交換ダクト２３ａまで移動させるためのものである。この吸気ダクト２５ａは、各商品収容庫５ａ，５ｂの内部の背面側に配設された複数の第１吸気管路２５１ａと、本体キャビネット１の機械室９において各第１吸気管路２５１ａと熱交換ダクト２３ａとを繋ぐ第２吸気管路２５２ａとを備えてなるものである。
【００６２】
吸気ダクト２５ｂは、商品収容庫５ｃの内部にある空気（内部雰囲気）を熱交換ダクト２３ｂまで移動させるためのものである。この吸気ダクト２５ｂは、商品収容庫５ｃの内部の背面側に配設された第１吸気管路２５１ｂと、本体キャビネット１の機械室９において第１吸気管路２５１ｂと熱交換ダクト２３ｂとを繋ぐ第２吸気管路２５２ｂとを備えてなるものである。
【００６３】
各第１吸気管路２５１ａは、各商品収容庫５ａ，５ｂの下部から商品収納ラック６に収納された商品群の所定の高さに対応する位置、すなわち該商品群の略中間領域に対応する位置まで延設してある。また、各第１吸気管路２５１ａには、その上端部分にガス吸込口２５１１ａが配設してあるとともに、第２吸気管路２５２ａとの接続部分に吸気ダクトシャッタ（遮断手段）２５１２ａが配設してある。ガス吸込口２５１１ａは、商品収容庫５ａ，５ｂの内部の空気を吸込むための開口である。吸気ダクトシャッタ２５１２ａは、開閉自在なものであり、該吸気ダクトシャッタ２５１２ａが開状態の場合には、各商品収容庫５ａ，５ｂの内部と熱交換ダクト２３ａとの連通状態を保持するものであり、該吸気ダクトシャッタ２５１２ａが閉状態の場合には、該連通状態を遮断するものである。
【００６４】
また、各第１吸気管路２５１ａには、その下部の前面側に前面開口部２５１３ａが形成してある。換言すると、前面開口部２５１３ａは、第１吸気管路２５１ａのヒータＨと対向する部分に形成してある。そして、各第１吸気管路２５１ａには、前面開口部２５１３ａを開閉するための吸気切換シャッタ２５１４ａが配設してある。吸気切換シャッタ２５１４ａは、開閉自在なものであり、該吸気切換シャッタ２５１４ａが開状態の場合には、前面開口部２５１３ａを開口状態に保持するものであり、該吸気切換シャッタ２５１４ａが閉状態の場合には、該前面開口部２５１３ａを閉口状態にするものである。
【００６５】
第１吸気管路２５１ｂは、商品収容庫５ｃの下部から商品収納ラック６に収納された商品群の所定の高さに対応する位置、すなわち該商品群の略中間領域に対応する位置まで延設してある。また、第１吸気管路２５１ｂには、その上端部分にガス吸込口２５１１ｂが配設してあるとともに、第２吸気管路２５２ｂとの接続部分に吸気ダクトシャッタ（遮断手段）２５１２ｂが配設してある。ガス吸込口２５１１ｂは、商品収容庫５ｃの内部の空気を吸込むための開口である。吸気ダクトシャッタ２５１２ｂは、開閉自在なものであり、該吸気ダクトシャッタ２５１２ｂが開状態の場合には、商品収容庫５ｃの内部と熱交換ダクト２３ｂとの連通状態を保持するものであり、該吸気ダクトシャッタ２５１２ｂが閉状態の場合には、該連通状態を遮断するものである。
【００６６】
また、第１吸気管路２５１ｂには、その下部の前面側に前面開口部２５１３ｂが形成してある。換言すると、前面開口部２５１３ｂは、第１吸気管路２５１ｂのヒータＨと対向する部分に形成してある。そして、第１吸気管路２５１ｂには、前面開口部２５１３ｂを開閉するための吸気切換シャッタ２５１４ｂが配設してある。吸気切換シャッタ２５１４ｂは、開閉自在なものであり、該吸気切換シャッタ２５１４ｂが開状態の場合には、前面開口部２５１３ｂを開口状態に保持するものであり、該吸気切換シャッタ２５１４ｂが閉状態の場合には、該前面開口部２５１３ｂを閉口状態にするものである。
【００６７】
上記冷却装置２０においては、送気ダクト２４ａ，２４ｂおよび吸気ダクト２５ａ，２５ｂを介して商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃのそれぞれの内部と、該商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの外部にある熱交換ダクト２３ａ，２３ｂとの間で空気が循環するための空気循環流路が形成してある。また、上述したように、熱交換ダクト２３ａ，２３ｂの内部には、循環用送風ファン２６ａ，２６ｂが配設してある。
【００６８】
循環用送風ファン２６ａ，２６ｂは、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部にある空気を、上記空気循環流路を通じて図２中の矢印の方向に循環させるためのものである。より詳細に説明すると、循環用送風ファン２６ａは、商品収容庫５ａ，５ｂの内部にある空気を、吸気ダクト２５ａを通じて熱交換ダクト２３ａまで移動させ、この熱交換ダクト２３ａで冷却された空気を、送気ダクト２４ａを通じて商品収容庫５ａ，５ｂの内部に移動させるためのものである。また、循環用送風ファン２６ｂは、商品収容庫５ｃの内部にある空気を、吸気ダクト２５ｂを通じて熱交換ダクト２３ｂまで移動させ、この熱交換ダクト２３ｂで冷却された空気を、送気ダクト２４ｂを通じて商品収容庫５ｃの内部に移動させるためのものである。
【００６９】
以上のような構成を有する冷却装置２０は、次のようにして商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃに収容された商品Ｗを冷却する。尚、以下においては、説明の便宜上、まず商品収容庫５ａ，５ｂに収容された商品Ｗの冷却について説明する。ここでは、送気ダクトシャッタ２４２２ａおよび吸気ダクトシャッタ２５１２ａは、ともに開状態になっており、吸気切換シャッタ２５１４ａは、閉状態になっているものとして説明する。
【００７０】
冷却装置２０の冷却器２１ａでは、スターリング冷凍機１０ａの低温部１１ａからの冷熱を次のようにして熱交換ダクト２３ａに伝達して、該熱交換ダクト２３ａの内部の空気を冷却する。低温部１１ａに熱的に接続している凝縮部２１１ａにおいて急激に冷却されて凝縮液になった冷媒が、その重力により液体流路２１３ａを通じて蒸発部２１２ａまで移動する。この蒸発部２１２ａにおいて、冷媒は、該蒸発部２１２ａを包囲する熱交換ダクト２３ａの内部の熱により蒸発して蒸気になる。つまり、熱交換ダクト２３ａの内部の空気は熱が奪われることになり、これにより、熱交換ダクト２３ａの内部の空気は冷却される。ところで、蒸発部２１２ａにおいて蒸発して蒸気になった冷媒は、蒸気流路２１４ａを通じて凝縮部２１１ａまで移動し、該凝縮部２１１ａで再び凝縮液になって上記サイクルを繰り返すことになる。
【００７１】
一方、冷却装置２０の放熱器２２ａでは、スターリング冷凍機１０ａの高温部１２ａからの高温排熱を次のようにして自動販売機の外部に放出する。高温部１２ａに熱的に接続している蒸発部２２１ａにおいて蒸発して蒸気になった冷媒が、蒸気流路２２３ａを通じて凝縮部２２２ａまで移動する。この凝縮部２２２ａにおいて、冷媒は、該凝縮部２２２ａの周辺領域からの熱により冷却されて凝縮液になる。つまり、凝縮部２２２ａの周辺領域の空気は、冷媒から熱が与えられて加熱される。そして、加熱された空気は、放出用送風ファン２２５ａによって自動販売機の外部に放出されることになる。従って、スターリング冷凍機１０ａの高温部１２ａからの高温排熱は、放熱器２２ａによって自動販売機の外部に放出される。ところで、凝縮部２２２ａにおいて冷却されて凝縮液になった冷媒は、液体流路２２４ａを通じて蒸発部２２１ａまで移動し、該蒸発部２２１ａで再び蒸気になって上記サイクルを繰り返すことになる。
【００７２】
商品収容庫５ａ，５ｂの内部にある空気（内部雰囲気）は、図２中の矢印で示したように、循環用送風ファン２６ａの作用により、吸気ダクト２５ａ、熱交換ダクト２３ａ、送気ダクト２４ａおよび商品収容庫５ａ，５ｂの内部を循環する。より詳細に説明すると次のようになる。
【００７３】
商品収容庫５ａ，５ｂの内部にある空気は、循環用送風ファン２６ａの作用により、ガス吸込口２５１１ａから吸気ダクト２５ａに進入し、該吸気ダクト２５ａを通じて熱交換ダクト２３ａまで移動し、この熱交換ダクト２３ａにおいて冷却される。
【００７４】
冷却された空気は、送気ダクト２４ａの第１送気管路２４１ａおよび第２送気管路２４２ａを通じて各商品収容庫５ａ，５ｂまで移動し、該各商品収容庫５ａ，５ｂの内部において、その前面側の下部にあるガス吹出口２４２１ａからその背面側にあるガス吸込口２５１１ａに向かって吹き出す態様で移動する。つまり、冷却された空気は、商品収納ラック６に収納された商品群を通過する態様で、より詳しくは、商品収納ラック６に収納された商品群のうち下方にある商品群を通過する態様で移動する。このように冷却された空気が商品群を通過する態様で移動することにより、冷却された空気と商品Ｗとの間で熱交換が行われ、該商品Ｗが冷却されることになる。
【００７５】
商品Ｗとの間で熱交換が行われて暖められた空気は、再びガス吸込口２５１１ａから第１吸気管路２５１ａに進入して、この第１吸気管路２５１ａおよび第２吸気管路２５２ａを通じて熱交換ダクト２３ａまで移動する。そして、該熱交換ダクト２３ａにおいて再び冷却され、上述した循環を繰り返す。
【００７６】
このように、熱交換ダクト２３ａと、各商品収容庫５ａ，５ｂの内部との間で空気を循環させることにより、各商品収容庫５ａ，５ｂの内部における空気の温度を例えば０℃に保持することができ、これにより、商品Ｗを販売適温となる例えば５℃にすることができる。
【００７７】
次に、商品収容庫５ｃの内部に収容された商品Ｗの冷却について簡単に説明する。ここでは、送気ダクトシャッタ２４２２ｂおよび吸気ダクトシャッタ２５１２ｂは、ともに開状態になっており、吸気切換シャッタ２５１４ｂは、閉状態になっているものとして説明する。
【００７８】
冷却装置２０の冷却器２１ｂでは、スターリング冷凍機１０ｂの低温部１１ｂからの冷熱を熱交換ダクト２３ｂに伝達して、該熱交換ダクト２３ｂの内部の空気を冷却する。
【００７９】
商品収容庫５ｃの内部にある空気（内部雰囲気）は、図２中の矢印で示したものと同じように、循環用送風ファン２６ｂの作用により、吸気ダクト２５ｂ、熱交換ダクト２３ｂ、送気ダクト２４ｂおよび商品収容庫５ｃの内部を循環する。つまり、商品収容庫５ｃの内部にある空気は、循環用送風ファン２６ｂの作用により、ガス吸込口２５１１ｂから吸気ダクト２５ｂに進入し、該吸気ダクト２５ｂを通じて熱交換ダクト２３まで移動し、この熱交換ダクト２３において冷却される。
【００８０】
冷却された空気は、送気ダクト２４ｂの第１送気管路２４１ｂおよび第２送気管路２４２ｂを通じて商品収容庫５ｃまで移動し、該商品収容庫５ｃの内部において、ガス吹出口２４２１ｂからガス吸込口２５１１ｂに向かって、商品収納ラック６に収納された商品群を通過する態様で移動する。このように冷却された空気が商品群を通過する態様で移動することにより、冷却された空気と商品Ｗとの間で熱交換が行われ、該商品Ｗが冷却されることになる。
【００８１】
商品Ｗとの間で熱交換が行われた空気は、再びガス吸込口２５１１ｂから第１吸気管路２５１ｂに進入して、この第１吸気管路２５１ｂおよび第２吸気管路２５２ｂを通じて熱交換ダクト２３ｂまで移動し、該熱交換ダクト２３ｂにおいて再び冷却され、上述した循環を繰り返す。
【００８２】
このように、熱交換ダクト２３ｂと、商品収容庫５ｃの内部との間で空気を循環させることにより、商品収容庫５ｃの内部における空気の温度を例えば０℃に保持することができ、これにより、商品Ｗを販売適温となる例えば５℃にすることができる。
【００８３】
一方、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃのいずれかに収容された商品Ｗを加熱する場合には、冷却装置２０は、次のようにして商品Ｗの加熱に供することができる。以下においては、商品収容庫５ａに収容された商品Ｗを加熱対象商品として説明する。
【００８４】
冷却装置２０を次のような状態にする。商品収容庫５ａに通じる第２送気管路２４２ａの送気ダクトシャッタ２４２２ａを閉状態にする。これにより、送気ダクト２４ａを通じての商品収容庫５ａの内部と熱交換ダクト２３ａとの連通状態を遮断することになる。また、商品収容庫５ａの内部の背面側に配設された第１吸気管路２５１ａにある吸気ダクトシャッタ２５１２ａを閉状態にする。これにより、吸気ダクト２５ａを通じての商品収容庫５ａの内部と熱交換ダクト２３ａとの連通状態を遮断することになる。更に、第１吸気管路２５１ａにある吸気切換シャッタ２５１４ａを開状態にする。これにより、第１吸気管路２５１ａの前面開口部２５１３ａを開口状態にすることになる。
【００８５】
このような状態の冷却装置２０においては、商品収容庫５ａの内部と熱交換ダクト２３ａとが連通していない。そのため、熱交換ダクト２３ａで冷却された空気が商品収容庫５ａの内部まで移動することがない。そして、商品収容庫５ａの内部のヒータＨをオンにするとともに、庫内送風ファンＦを駆動させる。これにより、ヒータＨに加熱された空気は、図３に示したように、庫内送風ファンＦの作用により商品搬出シュータ８の下側から吹き出され、図３中の矢印に示したように循環する。より詳細に説明すると次のようになる。加熱された空気は、商品収納ラック６に収納された商品群のうち下方にある商品群を通過する態様で移動する。
【００８６】
加熱された空気が商品群を通過する態様で移動することにより、加熱された空気と商品Ｗとの間で熱交換が行われ、該商品Ｗが加熱されることになる。商品Ｗとの間で熱交換が行われた空気は、ガス吸込口２５１１ａから第１吸気管路２５１ａに進入し、前面開口部２５１３ａを通ってヒータＨに移動する。そして、該ヒータＨに再び加熱され、上述した移動を繰り返して循環することになる。
【００８７】
このように、加熱された空気が商品収容庫５ａの内部を循環するようヒータＨをオンにするとともに、庫内送風ファンＦを断続的に駆動させることにより、商品Ｗの温度を販売適温（例えば５５℃）にすることができる。
【００８８】
上記冷却装置２０を総括して説明すると、熱交換ダクト２３ａ，２３ｂ、送気ダクト２４ａ，２４ｂ、吸気ダクト２５ａ，２５ｂおよび循環用送風ファン２６ａ，２６ｂが、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部の空気を、該商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部と外部との間で循環させる内部雰囲気循環手段を構成している。また、冷却器２１ａ，２１ｂおよび熱交換ダクト２３ａ，２３ｂが、複数のスターリング冷凍機１０ａ，１０ｂからの冷熱を利用して空気を冷却する冷却手段を構成している。
【００８９】
以上のような本発明の実施の形態１に係る冷却装置２０によれば、吸気ダクト２５ａ，２５ｂおよび送気ダクト２４ａ，２４ｂを介して該商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部と、その外部にある熱交換ダクト２３ａ，２３ｂとの間で、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部にある空気を循環させ、該熱交換ダクト２３ａ，２３ｂにおいて冷却器２１ａ，２１ｂによって伝達された複数のスターリング冷凍機１０ａ，１０ｂの冷熱で該空気を冷却するので、かかる冷却された空気で商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部にある商品Ｗを冷却することができる。従って、複数のスターリング冷凍機１０ａ，１０ｂの低温部１１ａ，１１ｂからの冷熱を利用して商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部に収容された商品Ｗを良好に冷却することができる。
【００９０】
上記冷却装置２０によれば、複数のスターリング冷凍機１０ａ，１０ｂから発生した冷熱を利用して冷却するので、一つのスターリング冷凍機における冷却負荷を低減させることができる。ここで、スターリング冷凍機は、通常、電圧制御によって冷凍出力を変化させて冷却負荷に対応した冷凍運転を行うものである。そのため、一つのスターリング冷凍機の冷却負荷を低減させることができると、それぞれのスターリング冷凍機１０ａ（１０ｂ）の冷凍出力の変化幅を小さくすることができる。従って、それぞれのスターリング冷凍機１０ａ（１０ｂ）を、冷却効率が最大となる冷却効率最大点近傍で冷凍運転させることがより確実に可能になり、その結果、商品Ｗの冷却効率を高くすることができる。また、複数のスターリング冷凍機１０ａ，１０ｂを用いたので、１台のスターリング冷凍機を用いた場合に比して、一つ一つのスターリング冷凍機１０ａ（１０ｂ）の冷却容量を小さくすることができる。そのため、スターリング冷凍機１０ａ，１０ｂが配設される機械室９を必要最小限の大きさにすることができる。
【００９１】
また、上記冷却装置２０によれば、放熱器２２ａ，２２ｂがスターリング冷凍機１０ａ，１０ｂの高温部１２ａ，１２ｂからの高温排熱を自動販売機の外部に放出するので、自動販売機（本体キャビネット１）の内部において、スターリング冷凍機１０ａ，１０ｂの低温部１１ａ，１１ｂからの冷熱が前記高温排熱により緩和されてしまう虞れがない。従って、スターリング冷凍機１０ａ，１０ｂの低温部１１ａ，１１ｂからの冷熱を有効に利用することができる。
【００９２】
更に、上記冷却装置２０によれば、送気ダクトシャッタ２４２２ａ，２４２２ｂおよび吸気ダクトシャッタ２５１２ａ，２５１２ｂを必要に応じて閉状態にすることにより、商品収容庫５ａ，５ｂ．５ｃの内部と、熱交換ダクト２３ａ，２３ｂとの連通状態を遮断することができる。そのため、熱交換ダクト２３ａ，２３ｂで冷却された空気を所定の商品収容庫の内部との間で循環させることがない。従って、そのような所定の商品収容庫の内部にある商品ＷをヒータＨで加熱することができ、商品Ｗの加熱に供することができる。よって、上記冷却装置２０を備えた自動販売機では、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃ毎に商品Ｗの冷却と加熱とを同時に行うことができる。
【００９３】
＜実施の形態２＞
図４は、本発明の実施の形態２に係る冷却装置が適用された自動販売機の正面断面図であり、図５は、図４に示した自動販売機の側断面図である。尚、以下において、図１７および図１８に示した自動販売機と同一の構成を有するものには、同一の符号を付してその説明を省略する。また、上述の実施の形態１に係る冷却装置２０と同一の構成を有するものについても、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００９４】
図４および図５において、自動販売機は冷却装置３０を備えている。冷却装置３０は、複数のスターリング冷凍機１０ａ，１０ｂと、これらに応じた、冷却器２１ａ，２１ｂ、放熱器２２ａ，２２ｂ、熱交換ダクト３３、送気ダクト３４および吸気ダクト３５とを備えて構成してある。
【００９５】
熱交換ダクト３３は、図６にも示したように、冷却器２１ａの蒸発部２１２ａと、冷却器２１ｂの蒸発部２１２ｂとを包囲する態様で配設した管路であり、その内部を流れる空気を冷却するものである。より詳細に説明すると、熱交換ダクト３３は、蒸発部２１２ａ，２１２ｂで冷媒が蒸発することにより、その内部を流れる空気を冷却するものである。
【００９６】
送気ダクト３４は、熱交換ダクト３３と、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃのそれぞれの内部とを繋ぐ管路である。より詳細に説明すると、送気ダクト３４は、熱交換ダクト３３で冷却された空気を各商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部まで移動させるためのものである。この送気ダクト３４は、熱交換ダクト３３に接続され、かつ本体キャビネット１の機械室９においてその幅方向に延設された第３送気管路３４１と、この第３送気管路３４１に接続され、各商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部における前面側（開閉側）の下部に臨むよう延設された複数の第４送気管路３４２とを備えてなるものである。
【００９７】
各第４送気管路３４２には、その上端部分にガス吹出口３４２１が配設してあるとともに、第３送気管路３４１との接続部分に送気ダクトシャッタ（遮断手段）３４２２が配設してある。ガス吹出口３４２１は、熱交換ダクト３３からの冷却された空気を吹き出すための開口である。送気ダクトシャッタ３４２２は、開閉自在なものであり、該送気ダクトシャッタ３４２２が開状態の場合には、各商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部と熱交換ダクト３３との連通状態を保持するものであり、該送気ダクトシャッタ３４２２が閉状態の場合には、該連通状態を遮断するものである。
【００９８】
吸気ダクト３５は、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部と、熱交換ダクト３３とを繋ぐ管路である。より詳細に説明すると、吸気ダクト３５は、各商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部にある空気（内部雰囲気）を熱交換ダクト３３まで移動させるためのものである。この吸気ダクト３５は、各商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部の背面側に配設された複数の第３吸気管路３５１と、本体キャビネット１の機械室９において各第３吸気管路３５１と熱交換ダクト３３とを繋ぐ第４吸気管路３５２とを備えてなるものである。
【００９９】
各第３吸気管路３５１は、各商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの下部から商品収納ラック６に収納された商品群の所定の高さに対応する位置、すなわち該商品群の略中間領域に対応する位置まで延設してある。また、各第３吸気管路３５１には、その上端部分にガス吸込口３５１１が配設してあるとともに、第４吸気管路３５２との接続部分に吸気ダクトシャッタ（遮断手段）３５１２が配設してある。ガス吸込口３５１１は、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部の空気を吸込むための開口である。吸気ダクトシャッタ３５１２は、開閉自在なものであり、該吸気ダクトシャッタ３５１２が開状態の場合には、各商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部と熱交換ダクト３３との連通状態を保持するものであり、該吸気ダクトシャッタ３５１２が閉状態の場合には、該連通状態を遮断するものである。
【０１００】
また、各第３吸気管路３５１には、その下部の前面側に前面開口部３５１３が形成してある。換言すると、前面開口部３５１３は、第１吸気管路３５１のヒータＨと対向する部分に形成してある。そして、各第３吸気管路３５１には、前面開口部３５１３を開閉するための吸気切換シャッタ３５１４が配設してある。吸気切換シャッタ３５１４は、開閉自在なものであり、該吸気切換シャッタ３５１４が開状態の場合には、前面開口部３５１３を開口状態に保持するものであり、該吸気切換シャッタ３５１４が閉状態の場合には、該前面開口部３５１３を閉口状態にするものである。
【０１０１】
上記冷却装置３０においては、送気ダクト３４および吸気ダクト３５を介して商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃのそれぞれの内部と、該商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの外部にある熱交換ダクト３３との間で空気が循環するための空気循環流路が形成してある。また、熱交換ダクト３３の内部には、循環用送風ファン２６が配設してある。
【０１０２】
循環用送風ファン２６は、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部にある空気を、上記空気循環流路を通じて図５中の矢印の方向に循環させるためのものである。より詳細に説明すると、循環用送風ファン２６は、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部にある空気を、吸気ダクト３５を通じて熱交換ダクト３３まで移動させ、この熱交換ダクト３３で冷却された空気を、送気ダクト３４を通じて商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部に移動させるためのものである。
【０１０３】
以上のような構成を有する冷却装置３０は、次のようにして商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃに収容された商品Ｗを冷却する。ここでは、送気ダクトシャッタ３４２２および吸気ダクトシャッタ３５１２は、ともに開状態になっており、送気切換シャッタ３５１４は、閉状態になっているものとして説明する。
【０１０４】
商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部にある空気（内部雰囲気）は、図５中の矢印で示したように、循環用送風ファン２６の作用により、吸気ダクト３５、熱交換ダクト３３、送気ダクト３４および商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部を循環する。より詳細に説明すると次のようになる。
【０１０５】
商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部にある空気は、循環用送風ファン２６の作用により、ガス吸込口３５１１から吸気ダクト３５に進入し、該吸気ダクト３５を通じて熱交換ダクト３３まで移動する。そして、この熱交換ダクト３３において、空気は，冷却器２１ａ，２１ｂのそれぞれから伝達された冷熱により冷却される。
【０１０６】
冷却された空気は、送気ダクト３４を通じて各商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃまで移動し、該各商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部において、該送気ダクト３４の第３送気管路３４１のガス吹出口３４２１からガス吸込口３５１１に向かって吹き出す態様で移動する。つまり、冷却された空気は，商品収納ラック６に収納された商品群を通過する態様で移動する。このように冷却された空気が商品群を通過する態様で移動することにより、冷却された空気と商品Ｗとの間で熱交換が行われ、該商品Ｗが冷却されることになる。
【０１０７】
商品Ｗとの間で熱交換が行われて暖められた空気は、再びガス吸込口３５１１から第３吸気管路３５１に進入して、この第３吸気管路３５１および第４吸気管路３５２を通じて熱交換ダクト３３まで移動する。そして、該熱交換ダクト３３において再び冷却され、上述した循環を繰り返す。
【０１０８】
このように、熱交換ダクト３３と、各商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部との間で空気を循環させることにより、各商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部における空気の温度を例えば０℃に保持することができ、これにより、商品Ｗを販売適温となる例えば５℃にすることができる。
【０１０９】
一方、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃのいずれかに収容された商品Ｗを加熱する場合には、冷却装置３０は、次のようにして商品Ｗの加熱に供することができる。以下においては、商品収容庫５ａに収容された商品Ｗを加熱対象商品として説明する。
【０１１０】
冷却装置３０を次のような状態にする。商品収容庫５ａに通じる第４送気管路３４２の送気ダクトシャッタ３４２２を閉状態にする。これにより、送気ダクト３４を通じての商品収容庫５ａの内部と熱交換ダクト３３との連通状態を遮断することになる。また、商品収容庫５ａの内部の背面側に配設された第３吸気管路３５１にある吸気ダクトシャッタ３５１２を閉状態にする。これにより、吸気ダクト３５を通じての商品収容庫５ａの内部と熱交換ダクト３３との連通状態を遮断することになる。更に、第３吸気管路３５１にある吸気切換シャッタ３５１４を開状態にする。これにより、第３吸気管路３５１の前面開口部３５１３を開口状態にすることになる。
【０１１１】
このような状態の冷却装置３０においては、商品収容庫５ａの内部と熱交換ダクト３３とが連通していない。そのため、熱交換ダクト３３で冷却された空気が商品収容庫５ａの内部まで移動することがない。そして、商品収容庫５ａの内部のヒータＨをオンにするとともに、庫内送風ファンＦを駆動させる。これにより、ヒータＨに加熱された空気は、図７に示したように、庫内送風ファンＦの作用により商品搬出シュータ８の下側から吹き出され、図７中の矢印に示したように循環する。より詳細に説明すると次のようになる。加熱された空気は、商品収納ラック６に収納された商品群のうち下方にある商品群を通過する態様で移動する。
【０１１２】
加熱された空気が商品群を通過する態様で移動することにより、加熱された空気と商品Ｗとの間で熱交換が行われ、該商品Ｗが加熱されることになる。商品Ｗとの間で熱交換が行われた空気は、ガス吸込口３５１１から第３吸気管路３５１に進入し、前面開口部３５１３を通ってヒータＨに移動する。そして、該ヒータＨに再び加熱され、上述した移動を繰り返して循環することになる。
【０１１３】
このように、加熱された空気が商品収容庫５ａの内部を循環するようヒータＨをオンにするとともに、庫内送風ファンＦを断続的に駆動させることにより、商品Ｗの温度を販売適温（例えば５５℃）にすることができる。
【０１１４】
以上のような本発明の実施の形態２に係る冷却装置３０によれば、上述の実施の形態１に係る冷却装置２０の奏する作用効果に加え、次のような作用効果を奏することができる。すなわち、熱交換ダクト３３が冷熱器２１ａ，２１ｂを包囲した態様で配設しているので、複数のスターリング冷凍機１０ａ，１０ｂのそれぞれからの冷熱を一元化することができ、この一元化した冷熱を利用して冷却を行うので、部品点数の削減を図ることができる。
【０１１５】
また、実施の形態２に係る冷却装置３０は、図８に示すように変形することもできる。この図８において、冷却装置３０′は、複数のスターリング冷凍機１０ａ，１０ｂと、これらに応じた、冷却器３１、放熱器２２、熱交換ダクト３３、送気ダクト３４および吸気ダクト３５とを備えて構成してある。
【０１１６】
冷却器３１は、スターリング冷凍機１０ａ，１０ｂのそれぞれの低温部１１ａ，１１ｂからの冷熱を熱交換ダクト３３まで伝達して、該熱交換ダクト３３の内部の空気を冷却するものである。この冷却器３１は、熱輸送手段としてのヒートパイプを有している。ヒートパイプは、その内部に冷媒を封入してあり、凝縮部３１１ａ，３１１ｂと、蒸発部３１２と、液体流路３１３ａ，３１３ｂと、蒸気流路３１４ａ，３１４ｂとを備えて構成してある。
【０１１７】
凝縮部３１１ａは、スターリング冷凍機１０ａの低温部１１ａに熱的に接続してあり、凝縮部３１１ｂは、スターリング冷凍機１０ｂの低温部１１ｂに熱的に接続してある。これら凝縮部３１１ａ，３１１ｂでは、低温部１１ａ，１１ｂから得た冷熱により冷媒が凝縮して凝縮液になる。蒸発部３１２は、凝縮部３１１ａ，３１１ｂの双方から所定の距離だけ離隔した位置に配設してある。この蒸発部３１２では、外部から得た熱により冷媒が蒸発して蒸気になる。換言すると、蒸発部３１２の周辺領域は、冷媒が蒸発することによって熱が奪われることになり、冷却される。液体流路３１３ａは、凝縮部３１１ａと蒸発部３１２とを繋ぐ流路であり、液体流路３１３ｂは、凝縮部３１１ｂと蒸発部３１２とを繋ぐ流路である。これら液体流路３１３ａ，３１３ｂは、凝縮部３１１ａ，３１１ｂのそれぞれで凝縮した冷媒を、蒸発部３１２まで移動させるためのものである。蒸気流路３１４ａは、凝縮部３１１ａと蒸発部３１２とを繋ぐ流路であり、蒸気流路３１４ｂは、凝縮部３１１ｂと蒸発部３１２とを繋ぐ流路である。これら蒸気流路３１４ａ，３１４ｂは、蒸発部３１２で蒸発した冷媒を、凝縮部３１１ａ，３１１ｂのそれぞれまで移動させるためのものである。
【０１１８】
このような冷却装置３０′によっても、冷却器３１が複数のスターリング冷凍機１０ａ，１０ｂの双方からの冷熱を熱交換ダクト３３まで伝達するので、該冷熱を一元化することができ、この一元化した冷熱を利用して冷却を行うので、部品点数の削減を図ることができる。
【０１１９】
＜実施の形態３＞
図９は、本発明の実施の形態３に係る冷却装置が適用された自動販売機の正面断面図であり、図１０は、図９に示した自動販売機の側断面図である。尚、以下において、図１７および図１８に示した自動販売機と同一の構成を有するものには、同一の符号を付してその説明を省略する。また、上述の実施の形態１および実施の形態２に係る冷却装置２０，３０と同一の構成を有するものについても、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１２０】
図９および図１０において、自動販売機は冷却装置４０を備えている。冷却装置４０は、複数のスターリング冷凍機１０ａ，１０ｃと、冷却器２１ａと、放熱器２２ａ，２２ｂと、熱交換ダクト２３ａと、送気ダクト２４ａと、吸気ダクト２５ａと、内部熱交換ダクト４８ｂとを備えて構成してある。
【０１２１】
スターリング冷凍機１０ｃは、それが稼動することにより発生する低温の低温部１１ｃと、高温の高温部１２ｃとを有している。そして、このスターリング冷凍機１０ｃは、その低温部１１ｃが商品収容庫５ａの下部を臨むよう立設してある。低温部１１ｃの側周面には、例えば真空断熱材等の断熱部材４７が配設してある。
【０１２２】
内部熱交換ダクト（内部冷却手段）４８は、商品収容庫５ａの内部において、スターリング冷凍機１０ｃの低温部１１ｃの上面に配設してある。この内部熱交換ダクト４８は、例えばヒートシンク等のようなものであり、スターリング冷凍機１０ｃの低温部１１ｃからの冷熱で商品収容庫５ａの内部の空気（内部雰囲気）を冷却するものである。
【０１２３】
以上のような構成を有する冷却装置４０では、内部熱交換ダクト４８が、スターリング冷凍機１０ｃの低温部１１ｃからの冷熱により商品収容庫５ａの内部の空気と熱交換を行い、その結果、該空気を冷却する。冷却された空気は、庫内送風ファンＦの作用により商品搬出シュータ８の下側から吹き出され、図１０中の矢印に示したように循環する。より詳細に説明すると、冷却された空気は、商品収納ラック６に収納された商品群のうち下方にある商品群を通過する態様で移動し、循環ダクト５６を経て内部熱交換ダクト４８に戻ることになる。これにより、商品収納ラック６に収納された商品Ｗを冷却することができる。
【０１２４】
一方、商品収容庫５ａに収容された商品Ｗを加熱する場合には、スターリング冷凍機１０ｃの稼動を停止させ、ヒータＨをオンにするとともに、庫内送風ファンＦを駆動させる。これにより、ヒータＨで加熱された空気は、庫内送風ファンＦの作用により、商品搬出シュータ８の下側から商品収納ラック６に収納された商品群を通過する態様で移動する。これにより、商品収納ラック６に収納された商品Ｗを加熱することができる。
【０１２５】
以上のような本発明の実施の形態３に係る冷却装置４０によれば、上述の実施の形態１に係る冷却装置２０の奏する作用効果に加え、次のような作用効果を奏することができる。すなわち、スターリング冷凍機１０ｃが、その低温部１１ｃを商品収容庫５ａの内部に位置する態様で立設してあるので、内部熱交換ダクト４８を介して商品収容庫５ａの内部の空気を直接に冷却することができる。そのため、低温部１１からの冷熱を熱移動させることにより生ずるいわゆる熱交換ロスを発生させることはない。従って、低温部１１ｃで発生した冷熱を有効に利用して商品Ｗを冷却することができる。
【０１２６】
＜実施の形態４＞
図１１は、本発明の実施の形態４に係る冷却装置を概念的に示した概念図である。尚、以下において、図１７および図１８に示したものと同一の構成を有するものには、同一の符号を付してその説明を省略する。また、上述の実施の形態１〜３と同一の構成を有するものについても、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１２７】
図１１において、冷却装置５０は、複数のスターリング冷凍機１０ａ，１０ｂと、これらに応じた、冷却器２１ａ，２１ｂ、放熱器（高温排熱放出手段）５２、熱交換ダクト３３、送気ダクト３４および吸気ダクト３５とを備えて構成してある。
【０１２８】
放熱器５２は、スターリング冷凍機１０ａ，１０ｂのそれぞれの高温部１２ａ，１２ｂから得た高温排熱を自動販売機の外部に放出するためのものである。この放熱器５２は、高温排熱輸送手段としてのヒートパイプと、放熱用ファン５２５と、循環用ポンプ５２６ａ，５２６ｂとを有している。
【０１２９】
ヒートパイプは、その内部に例えば水等の冷媒（作動流体）を封入してあり、蒸発部５２１ａ，５２１ｂと、凝縮部５２２ａ，５２２ｂと、蒸気流路５２３ａ，５２３ｂと、液体流路５２４ａ，５２４ｂとを備えて構成してある。
【０１３０】
蒸発部５２１ａは、スターリング冷凍機１０ａの高温部１２ａに熱的に接続してあり、蒸発部５２１ｂは、スターリング冷凍機１０ｂの高温部１２ｂに熱的に接続してある。これら蒸発部５２１ａ，５２１ｂでは、高温部１２ａ，１２ｂから得た高温排熱により冷媒が蒸発して蒸気になる。
【０１３１】
凝縮部５２２ａは、スターリング冷凍機１０ａ，１０ｂの双方から所定の距離だけ離間した位置にある統合熱交換器（統合放出部）５２７の内部に配設してある。この凝縮部５２２ａでは、冷媒は、周囲空気へ高温排熱を放熱し、凝縮して凝縮液になる。換言すると、凝縮部５２２ａの周辺空気は、高温排熱により加熱される。凝縮部５２２ｂも上記凝縮部５２１ａと同様に統合熱交換器５２７の内部に配設してある。この凝縮部５２２ｂでは、冷媒は、周囲空気へ高温排熱を放熱し、凝縮して凝縮液になる。換言すると、凝縮部５２２ｂの周辺空気は、高温排熱により加熱される。
【０１３２】
蒸気流路５２３ａは、蒸発部５２１ａと凝縮部５２２ａとを繋ぐ流路であり、蒸気流路５２３ｂは、蒸発部５２１ｂと凝縮部５２２ｂとを繋ぐ流路である。これら蒸気流路５２３ａ，５２３ｂは、蒸発部５２１ａ，５２１ｂのそれぞれで蒸発した冷媒を、凝縮部５２２ａ，５２２ｂまで移動させるためのものである。
【０１３３】
液体流路５２４ａは、蒸発部５２１ａと凝縮部５２２ａとを繋ぐ流路であり、液体流路５２４ｂは、蒸発部５２１ｂと凝縮部５２２ｂとを繋ぐ流路である。これら液体流路５２４ａ，５２４ｂは、凝縮部５２２ａ，５２２ｂのそれぞれで凝縮した冷媒を、蒸発部５２１ａ，５２１ｂまで移動させるためのものである。
【０１３４】
放熱用ファン５２５は、外気を統合熱交換器５２７の内部に送り込むためのものである。循環用ポンプ５２６ａ，５２６ｂは、それぞれ液体流路５２４ａ，５２４ｂの途中に設けてあり、冷媒を循環させるためのものである。統合熱交換器５２７は、上述のように、内部に凝縮部５２２ａ，５２２ｂを配設してある。より詳細に説明すると、図１２および図１３に示したように、凝縮部５２２ａ，５２２ｂは、それぞれ蛇行した形態の流路５２２１ａ，５２２１ｂを有している。そして、これら流路５２２１ａ，５２２１ｂが互いに統合熱交換器５２７の内部に進入する外気の流れに対して平行になる態様で、上下方向に沿って配設してある。また、図１２および図１３中の符号５２８は、熱交換用フィンである。
【０１３５】
上記構成の冷却装置５０においては、循環ポンプ５２６ａ，５２６ｂを稼動させると、冷媒が、蒸発部５２１ａ，５２１ｂ、蒸気流路５２３ａ，５２３ｂ、凝縮部５２２ａ，５２２ｂおよび液体流路５２４ａ，５２４ｂを循環することになる。より詳細に説明すると、冷媒は、蒸発部５２１ａ，５２１ｂでスターリング冷凍機１０ａ，１０ｂからの高温排熱により蒸発して蒸気になり、蒸気流路５２３ａ，５２３ｂを通って凝縮部５２２ａ，５２２ｂまで至り、該凝縮部５２２ａ，５２２ｂで凝縮して凝縮液になって、液体流路５２４ａ，５２４ｂを通って蒸発部５２１ａ，５２１ｂに至る。つまり、冷媒は、相変化を繰り返しながら循環することになる。このように冷媒が循環することにより、スターリング冷凍機１０ａ，１０ｂのそれぞれで発生した高温排熱は、凝縮部５２２ａ，５２２ｂが配設された統合熱交換器５２７まで輸送されることになる。そして、統合熱交換器５２７において、冷媒と外気（冷気）との間で熱交換が行われて、スターリング冷凍機１０ａ，１０ｂの高温排熱は、外気と共に自動販売機の外部に放出されることになる。
【０１３６】
以上のような冷却装置５０によれば、上述の実施の形態１に係る冷却装置２０の奏する作用効果に加え、次のような作用効果を奏することができる。すなわち、放熱器５２が、複数のスターリング冷凍機１０ａ，１０ｂの双方からの高温排熱を統合熱交換器５２７で一元化し、この一元化した高温排熱を自動販売機の外部に放出するので、放熱ファンや熱交換用フィン等の部品点数の削減を図ることができ、これにより、コストの低減を図ることができる。
【０１３７】
上記冷却装置５０によれば、各ヒートパイプの凝縮部５２２ａ，５２２ｂを統合熱交換器５２７の内部に配設して一個所に集中させるため、凝縮部が異なる個所に配設してある場合に比して、熱交換用の伝熱面積を拡大することが可能になり、これにより、スターリング冷凍機１０ａ，１０ｂで発生した高温排熱を放出する放熱効率を向上させることができる。このような放熱効率の向上は、スターリング冷凍機１０ａ，１０ｂの冷却効率の向上の要因となり、省エネルギー運転を行うことができる。また、凝縮部５２２ａ，５２２ｂを一個所に集中させたために、統合熱交換器５２７の内部に外気を送り込むための放熱用ファン５２５の径を拡大することも可能になり、そのため、該統合熱交換器５２７の内部に送り込む風量を増大させることができ、これによっても放熱効率の向上を図ることができる。このように伝熱面積および放熱用ファン５２５の径を拡大させることにより、例えば複数のスターリング冷凍機１０ａ，１０ｂのうち一台のみが運転する場合（スターリング冷凍機１０ｂのみが運転する場合）であっても放熱効率の向上を図ることができる。
【０１３８】
また、上記冷却装置５０によれば、凝縮部５２２ａ，５２２ｂの流路５２２１ａ，５２２１ｂを、外気の流れに対して平行になる態様で、上下方向に沿って配設したので、略等しい温度の外気が統合熱交換器５２７の内部を通過することになり、そのため、どの個所でも良好に熱交換を行うことができ、放熱効率の偏りをなくすことができる。
【０１３９】
上記実施の形態４に係る冷却装置５０は、図１４および図１５に示したように変形することもできる。すなわち、凝縮部５２２ａ，５２２ｂのそれぞれの蛇行した形態の流路５２２１ａ，５２２１ｂが、統合熱交換器５２７の内部に進入する外気の流れに対して平行になる態様で、上下方向に沿って交互に配設してある。このような構成によっても、略等しい温度の外気が統合熱交換器５２７の内部を通過することになり、そのため、どの個所でも良好に熱交換を行うことができ、放熱効率の偏りをなくすことができる。
【０１４０】
＜実施の形態５＞
図１６は、本発明の実施の形態５に係る冷却装置を概念的に示した概念図である。尚、以下において、図１７および図１８に示したものと同一の構成を有するものには、同一の符号を付してその説明を省略する。また、上述の実施の形態１〜４と同一の構成を有するものについても、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１４１】
図１６において、冷却装置６０は、複数のスターリング冷凍機１０ａ，１０ｂと、これらに応じた、冷却器２１ａ，２１ｂ、放熱器（高温排熱放出手段）６２、熱交換ダクト３３、送気ダクト３４および吸気ダクト３５とを備えて構成してある。
【０１４２】
放熱器６２は、スターリング冷凍機１０ａ，１０ｂのそれぞれの高温部１２ａ，１２ｂから得た高温排熱を自動販売機の外部に放出するためのものである。この放熱器６２は、熱輸送手段としてのヒートパイプ（高温排熱輸送手段）と、放熱用ファン６２５とを有している。
【０１４３】
ヒートパイプは、その内部に例えば水等の冷媒を封入してあり、蒸発部６２１ａ，６２１ｂと、凝縮部６２２ａ，６２２ｂと、蒸気流路６２３ａ，６２３ｂと、液体流路６２４ａ，６２４ｂとを備えて構成してある。
【０１４４】
蒸発部６２１ａは、スターリング冷凍機１０ａの高温部１２ａに熱的に接続してあり、蒸発部６２１ｂは、スターリング冷凍機１０ｂの高温部１２ｂに熱的に接続してある。これら蒸発部６２１ａ，６２１ｂでは、高温部１２ａ，１２ｂから得た高温排熱により冷媒が蒸発して蒸気になる。
【０１４５】
凝縮部６２２ａは、スターリング冷凍機１０ａ，１０ｂの双方から所定の距離だけ離間した位置にある統合熱交換器（統合放出部）６２７の内部に配設してある。この凝縮部６２２ａでは、冷媒は、周囲空気へ高温排熱を放熱し、凝縮して凝縮液になる。換言すると、凝縮部６２２ａの周辺空気は、高温排熱により加熱される。凝縮部６２２ｂも上記凝縮部６２１ａと同様に統合熱交換器６２７の内部に配設してある。この凝縮部６２２ｂでは、冷媒は、周囲空気へ高温排熱を放熱し、凝縮して凝縮液になる。換言すると、凝縮部６２２ｂの周辺空気は、高温排熱により加熱される。
【０１４６】
蒸気流路６２３ａは、蒸発部６２１ａと凝縮部６２２ａとを繋ぐ流路であり、蒸気流路６２３ｂは、蒸発部６２１ｂと凝縮部６２２ｂとを繋ぐ流路である。これら蒸気流路６２３ａ，６２３ｂは、蒸発部６２１ａ，６２１ｂのそれぞれで蒸発した冷媒を、凝縮部６２２ａ，６２２ｂまで移動させるためのものである。
【０１４７】
液体流路６２４ａは、蒸発部６２１ａと凝縮部６２２ａとを繋ぐ流路であり、液体流路６２４ｂは、蒸発部６２１ｂと凝縮部６２２ｂとを繋ぐ流路である。これら液体流路６２４ａ，６２４ｂは、凝縮部６２２ａ，６２２ｂのそれぞれで凝縮した冷媒を、蒸発部６２１ａ，６２１ｂまで移動させるためのものである。より詳細に説明すると、液体流路６２４ａは、第一流路６２４１ａと、第二流路６２４２と、第三流路６２４３ａとを有して成り、液体流路６２４ｂは、第一流路６２４１ｂと、第二流路６２４２と、第三流路６２４３ｂとを有して成る。つまり、液体流路６２４ａ，６２４ｂは、互いに第二流路６２４２を共用している。第一流路６２４１ａ，６２４１ｂは、それぞれ凝縮部６２２ａ，６２２ｂで凝縮した冷媒を第二流路６２４２まで移動させるためのものであり、第三流路６２４３ａ，６２４３ｂは、それぞれ第二流路６２４２から蒸発部６２１ａ，６２１ｂまで冷媒を移動させるためのものである。第二流路６２４２には、冷媒を循環させるための循環用ポンプ６２６が配設してある。この循環用ポンプ６２６は、各ヒートパイプで冷媒を良好に循環させるのに必要な冷凍能力を有しており、すなわち、各ヒートパイプ毎に個別に設けられるポンプよりも大きい流量能力を有するものである。第三流路６２４３ａ，６２４３ｂには、それぞれの流路を開閉するための電磁弁６２９ａ，６２９ｂが配設してある。
【０１４８】
放熱用ファン６２５は、外気を統合熱交換器６２７の内部に送り込むためのものである。統合熱交換器６２７は、上述のように、内部に凝縮部６２２ａ，６２２ｂを配設してある。
【０１４９】
上記構成の冷却装置６０において、例えば複数のスターリング冷凍機１０ａ，１０ｂのうち一台のみが運転する場合（スターリング冷凍機１０ｂのみが運転する場合）には、循環ポンプ６２６を稼動させながら、電磁弁６２９ａを閉成状態にすることにより、冷媒が、蒸発部６２１ｂ、蒸気流路６２３ｂ、凝縮部６２２ｂおよび液体流路６２４ｂを循環することになる。より詳細に説明すると、冷媒は、蒸発部６２１ｂでスターリング冷凍機１０ｂからの高温排熱により蒸発して蒸気になり、蒸気流路６２３ｂを通って凝縮部６２２ｂまで至り、該凝縮部６２２ｂで凝縮して凝縮液になって、液体流路６２４ｂを通って蒸発部６２１ｂに至る。つまり、冷媒は、相変化を繰り返しながら循環することになる。このように冷媒が循環することにより、スターリング冷凍機１０ｂで発生した高温排熱は、凝縮部６２２ｂが配設された統合熱交換器６２７まで輸送されることになる。そして、統合熱交換器６２７において、冷媒と外気（冷気）との間で熱交換が行われて、スターリング冷凍機１０ｂの高温排熱は、外気と共に自動販売機の外部に放出されることになる。
【０１５０】
一方、スターリング冷凍機１０ａのみが運転する場合には、循環ポンプ６２６を稼動させながら、電磁弁６２９ｂを閉成状態にすることにより、冷媒が、蒸発部６２１ａ、蒸気流路６２３ａ、凝縮部６２２ａおよび液体流路６２４ａを循環することになる。そして、統合熱交換器６２７において、冷媒と外気（冷気）との間で熱交換が行われて、スターリング冷凍機１０ａの高温排熱は、外気と共に自動販売機の外部に放出されることになる。
【０１５１】
以上のような冷却装置６０によれば、上述の実施の形態１，４に係る冷却装置２０，５０の奏する作用効果に加え、次のような作用効果を奏することができる。すなわち、複数のスターリング冷凍機１０ａ，１０ｂのうち一台のみを運転する場合においても、循環ポンプ６２６を停止させずに電磁弁６２９ａ，６２９ｂの開閉動作のみで高温排熱を輸送するので、循環ポンプ６２６の駆動・停止の回数を低減させることができ、これにより、循環ポンプ６２６の使用寿命を増大させることができ、信頼性の向上を図ることができる。
【０１５２】
また、上記冷却装置６０によれば、循環ポンプ６２６は、各ヒートパイプで冷媒を良好に循環させるのに必要な流量能力を有しているので、スターリング冷凍機１０ａ，１０ｂを一台のみ運転させる場合において、一のヒートパイプを循環する冷媒の流量を大きくすることができ、これにより、放熱効率の向上を図ることができ、結果として冷却効率の向上を図ることができる。
【０１５３】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。本発明では、商品収容庫の内部に移動する冷却された空気の移動量を適宜調整することができる調整手段を設けても良い。このような調整手段を設けることにより、商品収容庫の内部の商品を急冷する場合には、空気の移動量を大きくすることができる。従って、商品の急冷に要する時間の短縮化を図ることができる。また、上述の実施の形態では、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプを用いていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、熱交換用フィン等を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１５４】
以上のように、本発明にかかる冷却装置は、商品収容部の内部に収容された商品の冷却に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷却装置が適用された自動販売機の正面断面図である。
【図２】図１に示した自動販売機の側断面図である。
【図３】図１に示した自動販売機の側断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る冷却装置が適用された自動販売機の正面断面図である。
【図５】図４に示した自動販売機の側断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る冷却装置を概念的に示した概念図である。
【図７】図４に示した自動販売機の側断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る冷却装置の変形例が適用された自動販売機の正面断面図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る冷却装置が適用された自動販売機の正面断面図である。
【図１０】図９に示した自動販売機の側断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態４に係る冷却装置を概念的に示した概念図である。
【図１２】図１１における統合熱交換器の内部構成を概念的に示した概念図である。
【図１３】図１１における統合熱交換器の内部構成を概念的に示した概念図である。
【図１４】図１１における統合熱交換器の内部構成の変形例を概念的に示した概念図である。
【図１５】図１１における統合熱交換器の内部構成の変形例を概念的に示した概念図である。
【図１６】本発明の実施の形態５に係る冷却装置を概念的に示した概念図である。
【図１７】一般的な自動販売機を示した正面断面図である。
【図１８】図１７に示した自動販売機の側断面図である。
【符号の説明】
【０１５６】
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ      スターリング冷凍機
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ      低温部
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ      高温部
２０，３０，４０，５０，６０      冷却装置
２１ａ，２１ｂ      冷却器
２１１ａ，２１１ｂ      凝縮部
２１２ａ，２１２ｂ      蒸発部
２１３ａ，２１３ｂ      液体流路
２１４ａ，２１４ｂ      蒸気流路
２２ａ，２２ｂ      放熱器
２２１ａ，２２１ｂ      蒸発部
２２２ａ，２２２ｂ      凝縮部
２２３ａ，２２３ｂ      蒸気流路
２２４ａ，２２４ｂ      液体流路
２２５ａ，２２５ｂ      放出用送風ファン
２３ａ，２３ｂ      熱交換ダクト
２４ａ，２４ｂ，３４      送気ダクト
２４１ａ，２４１ｂ      第１送気管路
２４２ａ，２４２ｂ      第２送気管路
２４２１ａ，２４２１ｂ      ガス吹出口
２４２２ａ，２４２２ｂ      送気ダクトシャッタ
２５ａ，２５ｂ，３５      吸気ダクト
２５１ａ，２５１ｂ      第１吸気管路
２５１１ａ，２５１１ｂ      ガス吸込口
２５１２ａ，２５１２ｂ      吸気ダクトシャッタ
２５１３      前面開口部
２５１４      吸気切換シャッタ
２５２ａ，２５２ｂ      第２吸気管路
２６ａ，２６ｂ      循環用送風ファン
５２１ａ，５２１ｂ，６２１ａ，６２１ｂ      蒸発部
５２２ａ，５２２ｂ，６２２ａ，６２２ｂ      凝縮部
５２３ａ，５２３ｂ，６２３ａ，６２３ｂ      蒸気流路
５２４ａ，５２４ｂ，６２４ａ，６２４ｂ      液体流路
５２５，６２５      放熱用ファン
５２６ａ，５２６ｂ，６２６      循環用ポンプ
５２７，６２７      統合熱交換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2005055164.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2005055164.tif 000017
【図１６】
2005055164.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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